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2019-2020年高中生物 4.3 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?新人教版 知識(shí)歸納 一、被動(dòng)運(yùn)輸 1．物質(zhì)①___________進(jìn)出細(xì)胞的擴(kuò)散叫被動(dòng)運(yùn)輸。 2．類型 （1）自由擴(kuò)散 a．概念：物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的②___________作用進(jìn)出細(xì)胞叫自由擴(kuò)散。 b．特點(diǎn)：從③____________濃度一側(cè)向④___________濃度一側(cè)運(yùn)輸。 （2）協(xié)助擴(kuò)散 a．概念：進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助⑤____________的擴(kuò)散。 b．特點(diǎn)：從⑥_____________濃度一側(cè)向⑦_(dá)_____________濃度一側(cè)運(yùn)輸，需要⑧_____________協(xié)助。 二、主動(dòng)運(yùn)輸 1．運(yùn)輸方向：從①____________濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)舰赺__________濃度一側(cè)。 2．特點(diǎn)：需要③___________協(xié)助，需要消耗④_____________。 3．生理意義：保證活細(xì)胞按照生命活動(dòng)的需要，主動(dòng)選擇吸收⑤___________排出⑥____________和對(duì)細(xì)胞⑦_(dá)____________的物質(zhì)。 三、胞吞和胞吐 1．胞吞：大分子附著在細(xì)胞膜表面，這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成①___________，包圍著大分子。然后小囊泡從細(xì)胞膜上分離下來，形成②_____________，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。 2．胞吐：細(xì)胞需要③_____________的大分子，先在細(xì)胞內(nèi)形成④___________，然后移動(dòng)到⑤____________處，并與之融合，將大分子排出細(xì)胞。 【課前小測(cè)】判斷正誤： 1．甘油是極性分子，所以不能以自由擴(kuò)散的方式通過細(xì)胞膜。（ ） 2．消耗能量的運(yùn)輸方式只有主動(dòng)運(yùn)輸。（ ） 3．同一種物質(zhì)進(jìn)出不同細(xì)胞時(shí)，運(yùn)輸方式可能不同。（ ） 4．分泌蛋白主要是通過主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞脚懦黾?xì)胞外。（ ） 5．較大的分子，如葡萄糖等，只有通過主動(dòng)運(yùn)輸才能進(jìn)入細(xì)胞。（ ） 6．協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸需要細(xì)胞膜上的同一種載體蛋白。（ ） 答案 一、①順濃度梯度 ②擴(kuò)散 ③高 ④低 ⑤載體蛋白 ⑥高 ⑦低 ⑧載體蛋白 二、①低 ②高 ③載體蛋白 ④能量 ⑤所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) ⑥代謝廢物 ⑦有害 三、①小囊 ②囊泡 ③外排 ④囊泡 ⑤細(xì)胞膜 【課前小測(cè)】 1． 2． 3．√ 4． 5． 6． 重點(diǎn) 一、小分子和離子的跨膜運(yùn)輸方式 1．被動(dòng)運(yùn)輸 物質(zhì)出入細(xì)胞的方式 被動(dòng)運(yùn)輸 自由擴(kuò)散 協(xié)助擴(kuò)散 圖例 運(yùn)輸方向 高濃度→低濃度 特點(diǎn) 不需要載體，不消耗能量 需要載體，不消耗能量 舉例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入細(xì)胞 紅細(xì)胞吸收葡萄糖 影響因素 細(xì)胞膜內(nèi)外濃度差 細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差，細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量 曲線圖（一定濃度范圍內(nèi)） 2．主動(dòng)運(yùn)輸 （1）特點(diǎn)：從低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)運(yùn)輸，需要載體，需要能量。 （2）舉例：小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽等。 （3）圖例： （4）意義 ①保證了細(xì)胞或細(xì)胞器從周圍環(huán)境中或表面攝取必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，即使這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在周圍環(huán)境中或表面的濃度很低。 ②能夠?qū)⒓?xì)胞內(nèi)的一些物質(zhì)，如一些代謝廢物及一些離子排出細(xì)胞外，即使這些物質(zhì)在細(xì)胞外的濃度比細(xì)胞內(nèi)的濃度高得多。 ③能夠維持一些無機(jī)離子在細(xì)胞內(nèi)恒定和最適當(dāng)?shù)臐舛?，特別是K+、Na+和H+的濃度。概括地說，主動(dòng)運(yùn)輸保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動(dòng)的需要，主動(dòng)選擇吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。這對(duì)細(xì)胞的生命活動(dòng)來說是非常重要的。 典例在線 1．如圖表示培養(yǎng)液中K＋濃度及溶氧量對(duì)小麥根系細(xì)胞吸收K＋速率的影響。下列有關(guān)兩曲線形成機(jī)理的解釋，正確的是 A．曲線ab段的形成是由于細(xì)胞膜上K＋載體數(shù)量未達(dá)到飽和且能量充足 B．曲線cd段的形成是由于細(xì)胞內(nèi)K＋過多，細(xì)胞大量排出K＋ C．e點(diǎn)表明植物根系可以通過自由擴(kuò)散的方式吸收K＋ D．曲線bc、fg段的形成一定是由于細(xì)胞膜上K＋載體數(shù)量有限 【參考答案】A 數(shù)量限制，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 二、大分子、顆粒性物質(zhì)出入細(xì)胞的方式 方式 胞吞 胞吐 運(yùn)輸方向 胞外→胞內(nèi) 胞內(nèi)→胞外 過程 大分子附著在細(xì)胞膜表面，這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子，然后小囊從細(xì)胞膜上分離下來，形成囊泡進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部 細(xì)胞需要外排的大分子先在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡，囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合，將大分子排出細(xì)胞 特點(diǎn) 物質(zhì)通過小泡轉(zhuǎn)移，不需要載體，消耗能量 舉例 吞噬細(xì)胞吞噬抗原 胰島素、消化酶、抗體等的分泌 影響因素 與細(xì)胞代謝有關(guān) 2．下圖表示細(xì)胞對(duì)大分子物質(zhì)“胞吞”和“胞吐”的過程。下列與此有關(guān)的敘述，錯(cuò)誤的是 A．a(chǎn)與b均要以膜的流動(dòng)性為基礎(chǔ)才可能發(fā)生 B．a(chǎn)要有細(xì)胞表面識(shí)別和內(nèi)部供能才可能完成 C．b可導(dǎo)致膜成分的更新 D．b與a分別是細(xì)胞排泄廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式 【參考答案】D 【試題解析】胞吞和胞吐的基礎(chǔ)是膜的流動(dòng)性；胞吞要通過糖蛋白的識(shí)別作用和內(nèi)部供能才能進(jìn)行；胞吐伴隨著膜面積的增大和膜成分的更新。細(xì)胞攝取養(yǎng)分和排泄廢物的基本方式是主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸。 【知識(shí)鏈接】①胞吞和胞吐實(shí)質(zhì)上物質(zhì)并沒有跨膜，即沒有從膜的一側(cè)穿過膜到膜的另一側(cè)。 ②胞吞和胞吐作用是一些不能穿過細(xì)胞膜的物質(zhì)（大分子等）進(jìn)出細(xì)胞的方式，胞吞進(jìn)入細(xì)胞的物質(zhì)可以利用，不能利用的又通過胞吐排出細(xì)胞，這樣既能防止疾病的發(fā)生，又能維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。 好題 1．將胚胎干細(xì)胞置于下列濃度的M溶液中，測(cè)定不同情況下細(xì)胞吸收M的速率，結(jié)果如下表所示： M溶液濃度 未通入空氣組 的吸收速率 通入空氣組 的吸收速率 30 mmol/L 3 mmol/min 3 mmol/min 50 mmol/L 3 mmol/min 3 mmol/min 對(duì)表中現(xiàn)象解釋最合理的是 A．細(xì)胞吸收M與細(xì)胞呼吸有關(guān) B．細(xì)胞吸收M的方式為自由擴(kuò)散 C．細(xì)胞吸收M的方式為主動(dòng)運(yùn)輸 D．細(xì)胞吸收M需載體蛋白的參與 2．蘇丹Ⅳ是一種致癌的有機(jī)染料，某地區(qū)的一些養(yǎng)殖戶用摻入蘇丹Ⅳ的飼料喂養(yǎng)蛋鴨，結(jié)果產(chǎn)出了有毒的“紅心”鴨蛋。由此推斷，蘇丹Ⅳ能進(jìn)入卵黃，說明它可能是 A．脂溶性物質(zhì)，進(jìn)入卵黃的方式是主動(dòng)運(yùn)輸 B．脂溶性物質(zhì)，進(jìn)入卵黃的方式是被動(dòng)運(yùn)輸 C．水溶性物質(zhì)，進(jìn)入卵黃的方式是主動(dòng)運(yùn)輸 D．水溶性物質(zhì)，進(jìn)入卵黃的方式是被動(dòng)運(yùn)輸 3．科學(xué)家在研究細(xì)胞膜運(yùn)輸物質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)有下列四種關(guān)系，分別用圖中四條曲線表示，在研究具體的物質(zhì)X時(shí)，發(fā)現(xiàn)與曲線②和④相符。則細(xì)胞膜運(yùn)輸物質(zhì)X的方式是 A．自由擴(kuò)散 B．主動(dòng)運(yùn)輸 C．協(xié)助擴(kuò)散 D．胞吐 4．下列關(guān)于物質(zhì)運(yùn)輸?shù)恼f法，正確的是 A．鉀離子通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞，對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)液滲透壓起重要作用 B．尿液中的尿素含量遠(yuǎn)高于原尿，是因?yàn)槟I小管具有很強(qiáng)的分泌功能 C．糖醋蒜在腌制中慢慢具有酸甜味，是細(xì)胞主動(dòng)吸收糖分子和乙酸分子的結(jié)果 D．紫甘藍(lán)葉片被沸水燙后，水呈紅色，是因?yàn)榧?xì)胞中的色素主動(dòng)運(yùn)輸出細(xì)胞外 5．如圖表示番茄隨環(huán)境中氧濃度的變化，從培養(yǎng)液中吸收Ca2+和Si4+的曲線。造成A、B兩點(diǎn)與B、C兩點(diǎn)吸收量出現(xiàn)差異的主要因素分別是 A．離子濃度、載體數(shù)量 B．離子濃度、呼吸作用強(qiáng)度 C．載體數(shù)量、離子濃度 D．載體數(shù)量、呼吸作用強(qiáng)度 6．如圖一是生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型及物質(zhì)跨膜運(yùn)輸示意圖，其中組成離子通道的通道蛋白是橫跨生物膜的親水性通道，允許相應(yīng)的離子通過，①②③④代表不同的運(yùn)輸方式。圖二表示物質(zhì)通過膜的運(yùn)輸速率（縱坐標(biāo)）隨O2濃度變化的情況。請(qǐng)仔細(xì)觀察圖示并回答有關(guān)問題。 圖一 圖二 （1）圖一生物膜的功能與其化學(xué)組成密切相關(guān)，功能越復(fù)雜的生物膜，________的種類與數(shù)目越多。 （2）鯊魚體內(nèi)能積累大量的鹽，鹽分過高時(shí)就要及時(shí)將多余的鹽分排出體外，經(jīng)研究，鯊魚體內(nèi)多余的鹽分是經(jīng)②途徑排出的，那么其跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞莀_______________。 （3）圖二與圖一中的________（填序號(hào)）代表的物質(zhì)運(yùn)輸方式一致。若需跨膜運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)足夠，圖中曲線出現(xiàn)BC段的主要原因是________________________。 （4）檉柳是泌鹽植物，其葉子和嫩枝可以將植物體內(nèi)的鹽分排出，是強(qiáng)耐鹽植物。為探究檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。 ①實(shí)驗(yàn)步驟： A．取甲、乙兩組生長(zhǎng)發(fā)育基本相同的檉柳幼苗植株，放入適宜濃度的含有Ca2+、Na+的培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)。 B．甲組給予正常的呼吸條件，乙組________________。 C．________________________________________________。 ②實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論： 結(jié)果 結(jié)論 乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率 7．主動(dòng)運(yùn)輸作為一種重要的跨膜運(yùn)輸方式可以保證活細(xì)胞按照生命所需吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物，體現(xiàn)了生命活動(dòng)的“主動(dòng)性”。為探究主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，科研人員利用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中HgCl2是一種可以影響ATP水解的細(xì)胞代謝抑制劑。請(qǐng)分析回答問題： （1）主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是____________________________________。 （2）本實(shí)驗(yàn)的名稱是__________________________________________。 （3）請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中需要控制的兩個(gè)無關(guān)變量：________________________。 （4）實(shí)驗(yàn)得到如圖所示的結(jié)果。 ①根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，科研人員在實(shí)驗(yàn)前后需測(cè)定____________________________。 ②乙組和甲組結(jié)果比較，得出的結(jié)論是______________________________________。 ③與甲組相比，丙組吸收磷酸鹽較少的原因可能是______________________________。 真題 8．（xx江蘇卷）下圖為植物光合作用同化物蔗糖在不同細(xì)胞間運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化過程的示意圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 A．蔗糖的水解有利于蔗糖順濃度梯度運(yùn)輸 B．單糖逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)至薄壁細(xì)胞 C．ATP生成抑制劑會(huì)直接抑制圖中蔗糖的運(yùn)輸 D．蔗糖可通過單糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體轉(zhuǎn)運(yùn)至薄壁細(xì)胞 9．（xx海南卷）將生長(zhǎng)狀態(tài)一致的某種植物幼苗分成甲、乙兩組，分別移入適宜的營(yíng)養(yǎng)液中在光下培養(yǎng)，并給甲組的營(yíng)養(yǎng)液適時(shí)通入空氣，乙組不進(jìn)行通氣處理。一定時(shí)間后測(cè)得甲組的根對(duì)a離子的吸收速率遠(yuǎn)大于乙組的。關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法錯(cuò)誤的是 A．給營(yíng)養(yǎng)液通入空氣有利于該植物的生長(zhǎng) B．根細(xì)胞對(duì)a離子的吸收過程屬于自由擴(kuò)散 C．根細(xì)胞對(duì)a離子的吸收過程有能量的消耗 D．根細(xì)胞的有氧呼吸有利于根對(duì)a離子的吸收 10．（xx海南卷）下列屬于主動(dòng)運(yùn)輸?shù)氖? A．動(dòng)物肺泡細(xì)胞釋放CO2 B．蔗糖通過植物細(xì)胞的細(xì)胞壁 C．苯分子進(jìn)入人的皮膚細(xì)胞 D．麗藻細(xì)胞吸收SO42-的過程 答案 1．【答案】D 2．【答案】B 【解析】卵黃的主要成分為脂質(zhì)，蘇丹Ⅳ能進(jìn)入卵黃，說明其為脂溶性物質(zhì)，脂溶性物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式為自由擴(kuò)散，屬于被動(dòng)運(yùn)輸。 3．【答案】B 【解析】分析物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?，?yīng)從影響跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩厝胧?，主要從載體蛋白和能量?jī)煞矫婵紤]。曲線①說明運(yùn)輸速率與物質(zhì)的濃度呈正相關(guān)，不受其他因素的限制，應(yīng)為自由擴(kuò)散。氧氣濃度的高低會(huì)影響細(xì)胞呼吸，進(jìn)而影響能量的供應(yīng)，而主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量，曲線③說明運(yùn)輸速率與氧氣濃度無關(guān)，說明這種方式不是主動(dòng)運(yùn)輸，而是一種被動(dòng)運(yùn)輸方式（自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散）。曲線②表示在一定濃度范圍內(nèi)運(yùn)輸速率隨物質(zhì)的濃度升高而加快，當(dāng)達(dá)到一定程度后，由于受到載體蛋白數(shù)量的限制，運(yùn)輸速率不再增加，而保持穩(wěn)定，說明這種運(yùn)輸方式需要載體蛋白，不是自由擴(kuò)散，可能是協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸。曲線④說明運(yùn)輸速率與氧氣濃度有關(guān)，說明這個(gè)過程是需要能量的，只能是主動(dòng)運(yùn)輸。綜合分析可知，運(yùn)輸物質(zhì)X的方式是主動(dòng)運(yùn)輸。 4．【答案】A 【解析】腎小管具有很強(qiáng)的重吸收功能，原尿中絕大部分物質(zhì)被重吸收返回血液，導(dǎo)致尿液中的尿素含量遠(yuǎn)高于原尿。在腌制中糖醋蒜的細(xì)胞死亡，細(xì)胞膜變?yōu)槿感?，糖分子和乙酸分子進(jìn)入細(xì)胞，使糖醋蒜具有了酸甜味。紫甘藍(lán)葉片被沸水燙后，細(xì)胞死亡，細(xì)胞中的色素進(jìn)入水中。 5．【答案】D 【解析】根對(duì)無機(jī)鹽離子的吸收是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸過程，需要載體和ATP。A、B兩點(diǎn)是在同等氧濃度下得到的，即提供的ATP相同，其差異只能是因?yàn)橄鄳?yīng)載體數(shù)量的不同。B、C兩點(diǎn)的差異則是由氧濃度不同造成的，因而影響因素是呼吸作用強(qiáng)度。 6．【答案】（1）蛋白質(zhì) （2）協(xié)助擴(kuò)散 （3）④ 載體蛋白數(shù)量有限 （4）①完全抑制呼吸 一段時(shí)間后測(cè)定兩組植株根系對(duì)Ca2+、Na+的吸收速率 ②如表所示 結(jié)果 結(jié)論 檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動(dòng)運(yùn)輸 兩組植株對(duì)Ca2+、Na+的吸收速率相同 檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是被動(dòng)運(yùn)輸 【解析】（1）生物膜的功能主要取決于膜上的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)目。（2）②途徑是物質(zhì)通過離子通道運(yùn)出細(xì)胞，不需要能量，因此是協(xié)助擴(kuò)散。（3）圖二表明物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾逝c細(xì)胞呼吸有關(guān)，需要提供能量，應(yīng)為主動(dòng)運(yùn)輸。圖一中的④代表主動(dòng)運(yùn)輸，需要載體蛋白和ATP。圖二中出現(xiàn)BC段主要與載體蛋白的數(shù)量有關(guān)。（4）甲組給予正常的呼吸條件作為對(duì)照組，因此乙組必須完全抑制呼吸。一段時(shí)間后測(cè)定兩組植株根系對(duì)Ca2+、Na+的吸收速率，若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率，則檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動(dòng)運(yùn)輸；若兩組植株對(duì)Ca2+、Na+的吸收速率相同，則檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是被動(dòng)運(yùn)輸。 7．【答案】（1）逆濃度梯度運(yùn)輸物質(zhì)，需要載體和能量 （2）探究HgCl2和細(xì)胞成熟程度對(duì)細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸（吸收磷酸鹽）的影響 （3）溫度、pH、溶氧量、溶液的量、胡蘿卜片的量等（寫出其中兩項(xiàng)即可） （4）①溶液中磷酸鹽的濃度 ②細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸（吸收磷酸鹽）需要能量（或能量供應(yīng)不足，會(huì)影響主動(dòng)運(yùn)輸） ③幼嫩組織供能少（或幼嫩組織細(xì)胞膜上載體少） 8．【答案】BCD 【解析】蔗糖分子通過胞間連絲進(jìn)行運(yùn)輸，水解后形成單糖，通過單糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體順濃度梯度運(yùn)輸，速度加快，A正確；圖示單糖通過單糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)，B錯(cuò)誤；圖中蔗糖運(yùn)輸不消耗能量，單糖順濃度梯度運(yùn)輸也不消耗能量，故ATP合成抑制劑對(duì)其沒有影響，C錯(cuò)誤；蔗糖屬于二糖，不能通過單糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體轉(zhuǎn)運(yùn)，D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹R(shí)，要求學(xué)生結(jié)合圖示判斷物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆较?，理解載體的特異性。 9．【答案】B 【名師點(diǎn)睛】熟知主動(dòng)運(yùn)輸過程所需要的條件是正確解答該題的關(guān)鍵。 10．【答案】D 【解析】CO2屬于小分子，苯分子屬于脂溶性物質(zhì)，二者均以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞；蔗糖以擴(kuò)散的方式通過細(xì)胞壁；離子的吸收屬于主動(dòng)運(yùn)輸。